Phenol

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. maj 2021; checks kræver 11 redigeringer .

Phenol

Generel

Systematisk
navn

Hydroxybenzen

Traditionelle navne

Phenol, carbolsyre, carbolsyre, benzen; oxybenzen

Chem. formel

C6H6O _ _ _ _

Rotte. formel

C6H5OH _ _ _ _

Fysiske egenskaber

Solid

94,11 g/ mol

1,07 g/cm³

8,5 ± 0,1 eV

Termiske egenskaber

Temperatur

• smeltning

41°C

• kogning

181,84°C

• blinker

79 (lukket kop ), 85 (åben) °C

Eksplosionsgrænser

1,8 ± 0,1 vol%

Mol. Varmekapacitet

134,7 (kr.) J/(mol K)

Entalpi

• uddannelse

-162,944 kJ/mol

Damptryk

0,4 ± 0,1 mmHg

Kemiske egenskaber

Syredissociationskonstant

pK_{a}

9,89 ± 0,01 [1]

Opløselighed

• i vand

6,5 g/100 ml

Struktur

Hybridisering

sp 2 hybridisering

Klassifikation

996

203-632-7

OC1=CC=CC=C1

InChI=1S/C6H6O/c7-6-4-2-1-3-5-6/h1-5,7HISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N

RTECS

SJ3325000

CHEBI

15882

FN nummer

1671

ChemSpider

971

Sikkerhed

LD 50

140 mg/kg (marsvin, intragastrisk)

Toksicitet

Giftig, stærkt ætsende, stærkt irriterende

Risikosætninger (R)

R23/24/25 , R34 , R48/20/21/22 , R68

Sikkerhedssætninger (S)

S24/25 , S26 , S28 , S36/37/39 , S45

Kort karakter. fare (H)

H301 , H311 , H331 , H314 , H341 , H373

Forebyggende foranstaltninger. (P)

P260 , P301+P310 , P303+P361+P353 , P305+P351+P338 , P361 , P405 , P501

signalord

farligt

GHS piktogrammer

NFPA 704

2 3 0

Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.

Mediefiler på Wikimedia Commons

Phenol ( hydroxybenzen , fra forældet carbolsyre , kemisk formel - C 6 H 6 O eller C 6 H 5 OH ) er en organisk forbindelse , der fører klassen af phenoler .

Under standardbetingelser er phenol farveløse nålelignende krystaller , der bliver lyserøde i luften, med en karakteristisk lugt. Giftig , er stærkt irriterende .

Salte og estere af phenol kaldes phenolater .

Historie

Phenol blev opdaget i 1834 af Friedlieb Ferdinand Runge , som udvandt det (urent) fra stenkulstjære [2] . Runge kaldte phenolen "Karbolsäure" (kulstof-smørsyre, karbolsyre). Stenkulstjære forblev den vigtigste kilde til phenol indtil udviklingen af den petrokemiske industri. I 1841 opnåede den franske kemiker Auguste Laurent ren phenol [3] .

I 1836 opfandt Auguste Laurent navnet "von" for benzen [4] , som er roden til ordene "phenol" og "phenyl". I 1843 opfandt den franske kemiker Charles Gerhardt navnet "phenol" [5] .

De antiseptiske egenskaber af phenol blev udnyttet af Sir Joseph Lister (1827-1912) i hans banebrydende teknik for antiseptisk kirurgi . Lister besluttede, at selve sårene skulle renses grundigt. Så dækkede han sårene med et stykke klud eller fnug [6] belagt med phenol eller "carbolsyre", som han kaldte det. Hudirritation forårsaget af konstant eksponering for phenol førte til sidst til indførelsen af aseptiske teknikker i kirurgi.

Fysiske egenskaber

Det er en farveløs nåleformede krystaller , der bliver lyserøde i luften på grund af oxidation, hvilket fører til dannelsen af farvede stoffer (dette skyldes den mellemliggende dannelse af quinoner ). Det har en specifik lugt (såsom lugten af gouache , da gouache indeholder phenol). Svagt opløseligt i vand (6 g pr. 100 g vand), i alkaliske opløsninger, i alkohol, i benzen , i acetone . En 5% opløsning i vand er et antiseptisk middel, der tidligere har været meget brugt i medicin.

Kemiske egenskaber

På grund af tilstedeværelsen af en aromatisk ring og en hydroxylgruppe udviser phenol kemiske egenskaber, der er karakteristiske for både alkoholer og aromatiske carbonhydrider.

Efter hydroxylgruppe:

Det har svage syreegenskaber (stærkere end alkoholers), under påvirkning af alkalier danner det salte - phenolater (for eksempel natriumphenolat - C 6 H 5 ONa) [7] :

\mathsf{C_6H_5OH + NaOH \rightarrow C_6H_5ONa + H_2O}

Phenol er så svag en syre, at selv kulsyre fortrænger den fra phenolater:

{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+H_{2}O+CO_{2}\højrepil C_{6}H_{5}OH+NaHCO_{3))))

Phenolater nedbrydes mere intensivt under påvirkning af stærke syrer, for eksempel under påvirkning af svovlsyre :

{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+H_{2}SO_{4}\højrepil C_{6}H_{5}OH+NaHSO_{4))))

Interaktion med metallisk natrium :

\mathsf{2C_6H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_6H_5ONa + H_2\uparrow}

Phenol er ikke direkte esterificeret med carboxylsyrer; estere kan opnås ved at omsætte phenolater med anhydrider eller syrehalogenider :

{\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+CH_{3}COCl\højrepil C_{6}H_{5}OCOCH_{3}+NaCl))

{\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+(CH_{3}CO)_{2}O\højrepil C_{6}H_{5}OCOCH_{3}+CH_{3}COONa))

Dannelsen af ethere . For at opnå phenolethere virker haloalkaner eller halogenderivater af arener på phenolater. I det første tilfælde opnås blandede fedt-aromatiske ethere:

{\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+CH_{3}I\højrepil C_{6}H_{5}OCH_{3}+NaI))

I det andet tilfælde opnås rene aromatiske ethere:

{\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+C_{6}H_{5}Cl{\xrightarrow[{}]{Cu))C_{6}H_{5}OC_{6}H_ {5}+NaCl}}

Reaktionen udføres i nærværelse af pulveriseret kobber , som tjener som katalysator.

Under destillationen af phenol med zinkstøv erstattes hydroxylgruppen med hydrogen [8] :

{\mathsf {C_{6}H_{5}OH+Zn\højrepil C_{6}H_{6}+ZnO))

Phenol indgår i elektrofile substitutionsreaktioner på den aromatiske ring. Hydroxogruppen , som er en af de stærkeste donorgrupper (på grund af et fald i elektrontætheden på den funktionelle gruppe), øger ringens reaktivitet på disse reaktioner og dirigerer substitutionen til ortho- og parapositionerne [9] . Phenol er let alkyleret, acyleret, halogeneret, nitreret og sulfoneret.

Kolbe-Schmitt-reaktionen bruges til syntese af salicylsyre og dens derivater ( acetylsalicylsyre og andre).

{\mathsf {C_{6}H_{5}OH+CO_{2}{\xrightarrow[{}]{NaOH}}C_{6}H_{4}OH(COONa)))

{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{4}OH(COONa)+H_{2}SO_{4}\højrepil C_{6}H_{4}OH(COOH)+NaHSO_{4))))

Interaktion med bromvand (kvalitativ reaktion på phenol):

\mathsf{C_6H_5OH + 3Br_2 \rightarrow C_6H_2Br_3OH + 3HBr}

Der dannes 2,4,6-tribromphenol, et hvidt fast stof.

Interaktion med koncentreret salpetersyre :

\mathsf{C_6H_5OH + 3HNO_3 \rightarrow C_6H_2(NO_2)_3OH + 3H_2O}

Interaktion med jern(III)chlorid ( kvalitativ reaktion for phenol [10] ):

{\mathsf {6C_{6}H_{5}OH+FeCl_{3}\rightarrow H_{3}[Fe(C_{6}H_{5}O)_{6}]+3HCl))

Additionsreaktion: hydrogenering af phenol i nærvær af metalkatalysatorer fører til dannelse af cyclohexanol og cyclohexanon :

{\mathsf {2C_{6}H_{5}OH+5H_{2}{\xrightarrow {t,p,kat:Pt/Pd,Pd/Ni,Pd/Al_{2}O_{3}, Ni/Cr/Al_{2}O_{3}}}C_{6}H_{11}OH+C_{6}H_{10}O}}

Phenoloxidation: På grund af tilstedeværelsen af en hydroxylgruppe i phenolmolekylet er oxidationsmodstanden meget lavere end benzens. Afhængigt af arten af oxidationsmidlet og reaktionsbetingelserne opnås forskellige produkter. Så under påvirkning af hydrogenperoxid i nærværelse af en jernkatalysator dannes en lille mængde diatomisk phenol - pyrocatechol:

{\mathsf {C_{6}H_{5}OH+2H_{2}O_{2}{\xrightarrow[{-H_{2}O}]{kat:Fe))C_{6}H_{ 4}(OH)_{2}}}

Ved interaktion med stærkere oxidationsmidler (chromblanding, mangandioxid i surt medium) dannes para-quinon .

Henter

I øjeblikket udføres produktionen af phenol i industriel skala på tre måder:

cumen metode. I en boblekolonnekaskade udsættes cumen for ikke-katalytisk luftoxidation til dannelse af cumenhydroperoxid (HPC). Den resulterende kraftvarme, katalyseret med svovlsyre, nedbrydes til phenol og acetone . Derudover er et værdifuldt biprodukt af denne proces a-methylstyren . 95 % af al phenol, der produceres i verden, produceres ved denne metode. Metoden blev opfundet af de sovjetiske videnskabsmænd P. G. Sergeev, N. M. Gornastaleva, R. Yu. Udris, B. D. Kruzhalov. Sammenlignet med de fleste andre processer bruger cumenprocessen relativt milde synteseforhold og relativt billige råmaterialer. Men for at fungere økonomisk skal der være efterspørgsel efter både phenol og acetone [11] [12] . I 2010 var den globale efterspørgsel efter acetone ca. 6,7 millioner tons, hvoraf 83 procent blev dækket af cumenacetone;
oxidation af toluen , med mellemliggende dannelse af benzoesyre (ca. 3%);
udvinding af stenkulstjære .

Phenol kan også fremstilles ved reduktion af quinon .

Biologisk rolle

Den proteinogene aminosyre tyrosin er et strukturelt derivat af phenol og kan betragtes som para - substitueret phenol eller α - substitueret para-cresol . Andre phenolforbindelser er også almindelige i naturen, herunder polyphenoler . I sin frie form findes phenol i nogle mikroorganismer og er i ligevægt med tyrosin. Balancen opretholdes af enzymet tyrosin-phenol-lyase ( EC 4.1.99.2).

Den biologiske betydning af phenol betragtes normalt i forhold til dets indvirkning på miljøet. Phenol er en af de industrielle forurenende stoffer. I sin rene form er phenol ret giftigt for dyr og mennesker . Phenol er skadeligt for mange mikroorganismer , så industrielt spildevand med et højt indhold af phenol er svært at rense biologisk.

Ansøgning

Verdensproduktionen af phenol er i 2006 på 8,3 millioner tons/år. Produktionsmæssigt ligger phenol på en 33. plads blandt alle stoffer produceret af den kemiske industri og en 17. plads blandt organiske stoffer. . Ifølge data fra 2006 har verdensforbruget af phenol følgende struktur:

43% af phenol bruges til at fremstille bisphenol A , som igen bruges til at fremstille polycarbonater og epoxyharpikser ;
30% af phenol bruges på produktion af phenol-formaldehyd-harpikser ;
12 % af phenol omdannes ved hydrogenering til cyclohexanol , der bruges til at opnå kunstige fibre - nylon og capron [13] ;
i Rusland bruges en stor mængde phenol til olieraffinering , især til selektiv rensning af olier ved procesenheder af typen 37/1 og A-37/1. Phenol udviser høj selektivitet og effektivitet til at fjerne harpiksholdige stoffer, forskellige polycykliske aromatiske carbonhydrider med korte sidekæder samt forbindelser indeholdende svovl fra olier [14] ;
resten af phenolen bruges på andre behov, herunder produktion af antioxidanter (ionol), ikke-ioniske overfladeaktive stoffer - polyoxyethylerede alkylphenoler ( neonoler ), andre phenoler ( cresoler ), lægemidler ( aspirin ), antiseptika ( xeroform ) og pesticider . En opløsning af 1,4% phenol bruges i medicin (oracept) som bedøvelsesmiddel og antiseptisk [15] .

Phenol og dets derivater bestemmer røgrøgens konserverende egenskaber . . I kosmetologi - som en kemisk peeling (giftig).

i kvægavl - desinfektion af dyr med opløsninger af phenol og dets derivater.
i kosmetologi - til dyb peeling.

Giftige egenskaber

Phenol er giftigt . I henhold til graden af påvirkning af den menneskelige krop er phenol klassificeret som et meget farligt stof ( fareklasse 2). Når det indåndes, forårsager det skade på nervesystemets funktioner. Støv, dampe og phenolopløsning irriterer slimhinderne i øjnene , luftvejene, huden og forårsager kemiske forbrændinger . Der mangler bevis for, at phenol er kræftfremkaldende for mennesker [16] .

Maksimalt tilladte koncentrationer (MPC) af phenol [17] [18] [19] [20] :

MPKr.z. = 1 mg/m³ ( fareklasse 2 )
MPC.s. = 0,3 mg/m³ ( fareklasse 2 )
MPCm.r. = 0,01 mg/m³
MPCs.s. = 0,006 mg/m³
MPCv. = 0,001 mg/l.

Når det kommer på huden, absorberes phenol meget hurtigt selv gennem intakte områder og begynder efter et par minutter at påvirke hjernevævet. For det første er der en kortvarig excitation, og derefter - lammelse af åndedrætscentret. Selv når de udsættes for minimale doser af phenol, observeres nysen, hoste, hovedpine, svimmelhed, bleghed, kvalme og tab af styrke. Alvorlige tilfælde af forgiftning er karakteriseret ved bevidstløshed, cyanose, åndenød, ufølsomhed i hornhinden, hurtig, næsten ikke mærkbar puls, koldsved og ofte kramper. Den dødelige dosis for mennesker ved indtagelse er 1-10 g, for børn - 0,05-0,5 g [21] .

Arbejdssikkerhed

MPC i luften i arbejdsområdet - 1 mg / m³ (maksimalt én gang) og 0,3 mg / m³ (gennemsnitlig skift). Fenollugttærsklen varierer fra person til person; og den kan nå (gruppegennemsnit) 5,8-7,5 mg/m³ [22] . Og for individuelle arbejdere kan den være meget højere end gennemsnitsværdien. Af denne grund kan det forventes, at brugen af bredt tilgængelig filtrerende RPE , i kombination med " filterskift , når maske lugter" (som det næsten generelt anbefales i RF af leverandører), vil resultere i overeksponering for phenoldampe i mindst nogle arbejdere og forårsager skade på deres helbred [23] - på grund af forsinket udskiftning af gasmaskefiltre . Til beskyttelse mod phenol bør der anvendes mere effektiv teknologiændring og kollektiv beskyttelse .

Fenolkatastrofe i Ufa

Et tydeligt eksempel på phenols påvirkning af miljøet var tilfældet i foråret 1990 i Ufa . Som et resultat af en menneskeskabt ulykke ved Ufakhimprom-produktionsvirksomheden lækkede en stor mængde phenol ud i Shugurovka -floden , som løber ud i den større Ufa -flod , som er kilden til brugs- og drikkevandsforsyning til byen Ufa. Vandforurening i området for det sydlige vandindtag oversteg MPC med mere end 100 gange. Faren for forurening af drikkevand med phenol kommer til udtryk ved, at klor blev brugt til vandrensning , som i vekselvirkning med phenol dannede klorderivater (en blanding af chlorphenoler) - mere giftige stoffer (ca. 100-250 gange højere end toksicitet af phenol selv). Befolkningen i Ufa blev advaret om farerne ved at bruge postevand til at drikke. Det samlede antal mennesker, der indtog drikkevand kontamineret med phenol fra det sydlige vandindtag af Ufa, var 672.876 mennesker [24] .

Noter

↑ Binas (hollandsk) - 2 - Noordhoff Uitgevers , 1986. - ISBN 978-90-01-89351-4
↑ FF Runge (1834) "Ueber einige Produkte der Steinkohlendestillation" Arkiveret 29. april 2021 på Wayback Machine (Om nogle produkter fra kuldestillation), Annalen der Physik und Chemie , 31 : 65-78. På side 69 i bind 31 hedder Runge phenol "Karbolsäure" (kul-olie-syre, carbolsyre). Runge karakteriserer phenol i: F. F. Runge (1834) "Ueber einige Produkte der Steinkohlendestillation," Arkiveret 3. marts 2021 på Wayback Machine Annalen der Physik und Chemie , 31 : 308-328.
↑ Auguste Laurent (1841) "Mémoire sur le phényle et ses dérivés" Arkiveret 27. oktober 2019 på Wayback Machine (Memoir om benzen og dets derivater), Annales de Chimie et de Physique , serie 3, 3 : 195-228. På side 198 navngiver Laurent phenol "hydrate de phényle" og "l'acid phénique".
↑ Auguste Laurent (1836) "Sur la chlorophénise et les acides chlorophénisique et chlorophénèsique," Annales de Chemie et de Physique , vol. 63, s. 27-45, se s. 44 Arkiveret 20. marts 2015 på Wayback Machine : Je donne le nom de phène au radikale fondamental des acides précédens (φαινω, j'éclaire), puisque la benzine se trouve dans le gaz de l'éclairage. (Jeg giver navnet "phène" (φαινω, jeg belyser) til det fundamentale radikal i den foregående syre, fordi benzen findes i lysende gas.)
↑ Gerhardt, Charles (1843) "Recherches sur la salicine," Arkiveret 6. november 2018 på Wayback Machine Annales de Chimie et de Physique , serie 3, 7 : 215-229. Gerhardt opretter navnet "phénol" på side 221.
↑ Lister, Joseph. Antiseptisk princip for kirurgisk praksis . - 1867. Arkiveret 15. september 2014 på Wayback Machine
↑ Smith, Michael B. & March, Jerry (2007), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6. udgave), New York: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1 , < https ://books.google.com/books?id=JDR-nZpojeEC&printsec=frontcover > Arkiveret 24. december 2019 på Wayback Machine
↑ Roscoe, Henry. En afhandling om kemi, bind 3, del 3 . London: Macmillan & Co. , 1891. - S. 23.
↑ Organisk kemi 2. udg. John McMurry ISBN 0-534-07968-7
↑ Kvalitativ reaktion på phenol _
↑ Phenol -- Den essentielle kemiske industri online (11. januar 2017). Hentet 2. januar 2018. Arkiveret fra originalen 3. januar 2018. (ubestemt)
↑ Direkte ruter til Phenol (downlink) . Hentet 9. april 2007. Arkiveret fra originalen 9. april 2007. (ubestemt)
↑ Plotkin, Jeffrey S. Hvad er nyt i phenolproduktion? (utilgængeligt link) . American Chemical Society (21. marts 2016). Hentet 2. januar 2018. Arkiveret fra originalen 27. oktober 2019. (ubestemt)
↑ Yaushev R. G., Usmanov R. M. Intensivering af processen med selektiv rensning af olier med phenol. - M. : TsNIITEneftekhim, 1988. - 76 s. - (Olieraffinering).
↑ Fenolspray . drugs.com . Hentet 27. oktober 2019. Arkiveret fra originalen 11. juli 2017. (ubestemt)
↑ US Department of Health and Human Services. Hvordan kan phenol påvirke mit helbred? Arkiveret 28. juni 2013 på Wayback Machine Toxicological Profile for Phenol: 24.
↑ s: Hygiejniske standarder GN 2.2.5.1313-03 . "Maksimal tilladte koncentrationer (MPC) af skadelige stoffer i luften i arbejdsområdet"
↑ (Rospotrebnadzor) . nr. 535. Hydroxybenzen (phenol) // GN 2.2.5.3532-18 "Maximum Tilladte Koncentrationer (MPC) af skadelige stoffer i luften i arbejdsområdet" / godkendt af A.Yu. Popova . - M. , 2018. - S. 39. - 170 s. - (Sanitære regler). (Russisk) Arkiveret 12. juni 2020 på Wayback Machine
↑ s: Hygiejniske standarder GN 2.1.6.1338-03 . "Maksimal tilladte koncentrationer (MPC) af forurenende stoffer i den atmosfæriske luft i befolkede områder"
↑ s: Hygiejniske standarder GN 2.1.5.1315-03 . "Maksimal tilladelige koncentrationer (MPC) af kemiske stoffer i vandet i vandområder til husholdningsbrug og kultur- og husholdningsvandbrug"
↑ Akuthjælp ved akut forgiftning. Håndbog i toksikologi. Ed. Golikova S. N. - M .: Medicin, 1977. - S. 174.
↑ Herbert Kohler og Willem Jan Homans. Kombination von Olfactometer und Flammenionisationsdetektor zur Bestimmung von Geruchsschweilwerten - Einsatz der mcBmethodik in der Praxis (tysk) // Staub, Reinhaltung der Luft. - Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH, 1980. - August ( Bd. 40 , H. 8 ). - S. 331-335 . — ISSN 0039-0771 .
↑ Volkova Z.A., Muratov V.K., Prokazova N.V. Fenoler // Big Medical Encyclopedia : i 30 bind / kap. udg. B.V. Petrovsky . - 3. udg. - Moskva: Soviet Encyclopedia , 1985. - T. 26. Kulsyre - Klor . — 560 s. — 150.000 eksemplarer.
↑ 1990 - forurening af drikkevand i Ufa med phenol Arkiveret den 15. januar 2005.

Links

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Fantastisk catalansk Fantastisk catalansk Fantastisk catalansk stor kinesisk stor kinesisk Fantastisk norsk Stor russer Britannica (online) Britannica (online) Universalis
I bibliografiske kataloger	BNF : 123062886 GND : 4346494-4 J9U : 987007283488905171 LCCN : sh85020087 NDL : 00563108